一类非线性系统的模糊自适应反推滑模控制

作者:邢晓波 ;胡剑波 ;王应洋 ;李俊 刊名:空军工程大学学报:自然科学版 上传者:乔俊

【摘要】针对一类具有非匹配不确定非线性系统,提出一种模糊自适应反推滑模变结构控制方法。首先利用模糊逻辑系统有效逼近系统的未知非线性,然后针对反推方法中需要对虚拟控制反复求导而存在的“微分爆炸”现象引入低阶滤波器,同时抑制非匹配不确定性的影响;最后设计一种积分终端滑模控制,解决了控制过程中的奇异问题,加快了远离平衡位置的系统状态收敛速度,保证了系统的收敛精度,同时削弱了传统滑模控制中存在的抖振现象。Lyapunov稳定性分析证明了所设计的控制器能够保证闭环系统的有限时间收敛。对比仿真结果显示系统状态跟踪效果较好,控制输入抖振现象削弱明显。

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第 19卷第 l期 2018年 2月 空 军 工 程 大 学 学 报 (自然科学版) JOURNAl OF AIR FORCE ENGINEERING UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE EDITION} VoL 19 No.1 Feb.2Ol8 一 类非线性 系统的模糊 自适应反推滑模控制 邢 晓波 ,胡剑 波 ,王应洋 ,李 (空军工程大学装备管理与无人机工程学 院 ,西安 , 俊 710051) 摘要 针对一类具有非匹配不确定非线性系统 ,提 出一种模糊 自适应反推滑模 变结构控制方法。首先利用 模糊逻辑系统有效逼近系统的未知非线性,然后针对反推方法 中需要对虚拟控制反复求导而存在 的“微分爆 炸,,现 象 引入低 阶滤 波器 ,同时抑制 非 匹配 不确定 性 的影 响 ;最 后设 计 一种积 分终 端滑 模控 制 ,解决 了控 制过 程中的奇异问题,加快 了远离平衡位置 的系统状态收敛速度 ,保证 了系统 的收敛精度,同时削弱了传 统滑模 控制中存在的抖振现象。Lyapunov稳定性分析证明了所设计 的控制器能够保证 闭环系统的有 限时间收敛。 对 比仿 真结 果 显7一F系统状 态跟 踪效 果较 好 ,控 制 输入抖 振 现象 削 弱明 显。 关 键词 非 线性 系统 ;模 糊 自适应 ;反推 滑模 控制 ;终 端滑 模控 制 DOI 10.3969/j.issn.1009—3516.2018.0I。018 中 II1"~类 号 TP273 .4 文 献标 志码 A 文章 编 号 1009—3516(2018)01—0104—07 Fuzzy Adaptive Backstepping Sliding M ode Control for a Class of Nonlinear Systems XING Xiaobo,HU Jianbo,W ANG Yingyang, LI Jun (Equipment M anagement and Unmanned Aircraft Engineering College,Air Force Engineering U niversity,Xi’an 710051,China) Abstract: For a class of nonlinear system s with mismatched uncertainties,a fuzzy adaptive backstepping sliding mode control method is proposed.In the process of backstepping design,the paper utilizes the fuzz— v logic system for approximating the unknown nonlinearity of the system ,introduces the“differential ex— plosion’’phenomenon in requiring repeatedly the derivation of the virtual control in the backstepping meth— od into the low order filter,and simultaneously restrains interference with the non—matching uncertainties. Fina11v,the paper designs an i

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